產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人背景下的多模式混合教學(xué)探索與實(shí)踐

李奕霖 張 奧 張金宇

(1上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院，上海 200093；2上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200093)

一、引言

習(xí)近平總書記在黨的十九屆五中全會(huì)上指出，當(dāng)今世界正在經(jīng)歷百年未有之大變局，新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展。為了實(shí)施“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”戰(zhàn)略，國務(wù)院和教育部先后出臺(tái)了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》[1]和《教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目管理辦法》[2]，促進(jìn)企業(yè)和高校在產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人機(jī)制方面的創(chuàng)新改革，使得人才培養(yǎng)目標(biāo)更加符合社會(huì)發(fā)展和需要。

長期以來，高等工程教育在我國高等教育中占有重要地位。隨著“新工科”教育教學(xué)改革的持續(xù)推進(jìn)，深化工程教育改革、建設(shè)工程教育強(qiáng)國，對服務(wù)和支撐我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級意義重大[3]。相較于傳統(tǒng)工科專業(yè)，“新工科”更關(guān)心學(xué)生的創(chuàng)新能力和全球視野，注重以學(xué)生為中心、開展過程化考核并對課程教學(xué)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。而教育教學(xué)中心的轉(zhuǎn)變和考核模式的轉(zhuǎn)變，離不開課程教學(xué)模式的更新迭代。為了培養(yǎng)適應(yīng)未來國家發(fā)展和社會(huì)需求的“新工科”人才，亟需和行業(yè)緊密結(jié)合，在產(chǎn)學(xué)合作基礎(chǔ)上共同探索協(xié)同育人新機(jī)制下的多模式混合教學(xué)。

2020年以來，疫情對高等教育造成了巨大影響，線上線下混合式教學(xué)等多模式混合教學(xué)成為日常。后疫情時(shí)代，多模式混合教學(xué)如何持續(xù)在產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人背景下的高等工程教育變革中發(fā)揮作用，是當(dāng)前教師需要考慮的重要命題。

二、當(dāng)前工科課程教學(xué)存在的問題

當(dāng)前我國工科課程教學(xué)主要存在以下問題：

1.從教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成方面來看，部分工科教師由于缺乏實(shí)際的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對專業(yè)知識(shí)在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面不夠熟練，難以打通人才培養(yǎng)目標(biāo)中知識(shí)和能力的各個(gè)環(huán)節(jié)，對知識(shí)的傳授流于教材表面，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.從教學(xué)內(nèi)容來看，受限于教材和學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，當(dāng)前的工科課程內(nèi)容多為基礎(chǔ)概念、定理、解題方法，新技術(shù)、新應(yīng)用方面內(nèi)容較少，缺乏和生活生產(chǎn)緊密結(jié)合的實(shí)際案例，學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和現(xiàn)實(shí)脫節(jié)，學(xué)習(xí)目的迷失、喪失學(xué)習(xí)興趣。課程內(nèi)容更新不及時(shí)，每年學(xué)生學(xué)到的內(nèi)容都是大同小異，創(chuàng)新性不強(qiáng)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新時(shí)代的需求[4]。此外，由于課時(shí)安排的減少和教材選用的多樣化，學(xué)生僅在課堂上學(xué)習(xí)是難以吃透知識(shí)點(diǎn)的，相互之間無法進(jìn)行更深入的討論，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.在教學(xué)模式方面，新中國成立初期，我國高等教育主要采用蘇聯(lián)模式[5]，理論教學(xué)多為教師線下講授為主，模式單一、內(nèi)容枯燥。改革開放后，我國開始借鑒以美國為主的“西方陣營”的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，自主學(xué)習(xí)為主[6]。然而，由于我國教育資源在不同地區(qū)和不同層次高校的分配不均衡等因素，導(dǎo)致“以學(xué)生自主為主、師生互動(dòng)為輔”的學(xué)習(xí)模式無法普及開來，難以滿足不同學(xué)習(xí)能力和目的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。尤其是在疫情后，高等教育快速向線上教學(xué)和混合式教學(xué)轉(zhuǎn)化，部分工科專業(yè)課程不適應(yīng)新模式，無法很好地適應(yīng)學(xué)生新需求和高等教育的轉(zhuǎn)型發(fā)展，需要這方面的指導(dǎo)性研究。

4.在理論和實(shí)踐結(jié)合的方面，以往專業(yè)課程教學(xué)重理論、輕實(shí)踐，工科教學(xué)過多依附于理論[6]，理論和實(shí)踐環(huán)節(jié)分離，無法形成“學(xué)習(xí)-應(yīng)用-創(chuàng)造-再學(xué)習(xí)”的閉環(huán)，不利于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力、創(chuàng)造性思維和從實(shí)際生產(chǎn)生活中發(fā)掘問題、解決問題能力的培養(yǎng)。以往的工科教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件比較落后、實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，雖然現(xiàn)在已有較大改觀, 但當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)環(huán)境狀況與真正培養(yǎng)工科人才的實(shí)驗(yàn)條件和硬件需求還有一定的差距, 直接制約著學(xué)生的工程創(chuàng)新實(shí)踐能力。

三、多模式混合教學(xué)改革方法、實(shí)施與成效

本文以建筑設(shè)備自動(dòng)化課程為例，闡述適應(yīng)新工科發(fā)展和工程認(rèn)證要求的多模式混合教學(xué)。建筑設(shè)備自動(dòng)化是一門典型工科專業(yè)課程，具有顯著的交叉學(xué)科特征，在傳授智能建筑基本概念和建筑自動(dòng)化技術(shù)的同時(shí)，講解計(jì)算機(jī)控制、通信、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑設(shè)備與系統(tǒng)中的應(yīng)用，課程內(nèi)容具有鮮明的時(shí)代特點(diǎn)和實(shí)踐特色，探索“立德為先、以生為本、產(chǎn)教融合、虛實(shí)結(jié)合、面向未來”的創(chuàng)新多模式教學(xué)方法和路徑。

圖1 多模式混合教學(xué)改革架構(gòu)圖

如圖1所示，該教學(xué)模式以立德樹人為本，全面融入課程思政；重視學(xué)生“個(gè)性化”學(xué)習(xí)需求，遵循學(xué)生的成長規(guī)律；從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，面向技術(shù)、行業(yè)和社會(huì)未來需求，豐富“線上+線下”教學(xué)內(nèi)容和形式。在教學(xué)內(nèi)容上，涵蓋知識(shí)講授、平臺(tái)實(shí)操、案例講解三個(gè)板塊，分別通過課堂講授、線上虛擬仿真(VR)平臺(tái)實(shí)訓(xùn)、課堂討論等教學(xué)形式展開。最終實(shí)現(xiàn)對標(biāo)國家需求、助力學(xué)生圓夢的育人目標(biāo)。課程建設(shè)和授課過程充分體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人的理念和措施。

首先，在課程目標(biāo)設(shè)定上，充分結(jié)合了工程認(rèn)證和課程思政的育人要求。工程教育專業(yè)認(rèn)證是“新工科”建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，課程思政的要求是在專業(yè)授課中將知識(shí)傳授與價(jià)值引導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)面向國家和社會(huì)需求培養(yǎng)人才的目標(biāo)。本課程的目標(biāo)設(shè)定參考了對相關(guān)企業(yè)的調(diào)研，既基于社會(huì)和行業(yè)對人才的需要，也重視學(xué)生的自我規(guī)劃和追求，為多模式教學(xué)的改革提供了先決條件。

其次，為滿足新的教學(xué)模式，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了升級。原有的課程內(nèi)容包括智能建筑的基本概念、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備自動(dòng)化中的監(jiān)控設(shè)備、建筑設(shè)備的控制、基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑能源監(jiān)控管理系統(tǒng)等，知識(shí)點(diǎn)涉及建環(huán)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、通信、測控等領(lǐng)域，學(xué)生學(xué)習(xí)起來較為抽象，難以進(jìn)行知識(shí)的聯(lián)結(jié)和貫通。為了滿足“新基建”和“智慧城市”國家戰(zhàn)略對人才的需求，對課程內(nèi)容進(jìn)行了升級，涵蓋疫情負(fù)壓病房環(huán)境控制、芯片工廠超凈間環(huán)境控制、新基建數(shù)據(jù)中心環(huán)境控制等案例，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)不同學(xué)科的理論知識(shí)在解決現(xiàn)實(shí)問題的時(shí)候緊密結(jié)合，大大增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性。

在教學(xué)形式上，和傳統(tǒng)課程教學(xué)相比，本課程的教學(xué)形式多樣化，在理論教學(xué)中穿插了線上互動(dòng)、視頻展映、小組討論、合作企業(yè)線上平臺(tái)調(diào)研學(xué)習(xí)、實(shí)體實(shí)驗(yàn)設(shè)備參觀等多種形式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提供了將理論和實(shí)踐相結(jié)合的場景。在教學(xué)組織和方法方面，采用SP+BCP教學(xué)方法(見圖2)，面向未來注重學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，采用多元化線上線下混合教學(xué)方法、問題導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法和針對智慧建筑的案例教學(xué)法。為實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的課程教學(xué)理念，本課程在教學(xué)模式上采用以線下為主，輔助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、線上等多方式的教學(xué)模式，有利于學(xué)生形成“課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)”的學(xué)習(xí)閉環(huán)，能幫助學(xué)生培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的習(xí)慣，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。教學(xué)內(nèi)容的選取緊貼國家戰(zhàn)略發(fā)展背景，和實(shí)際生活密切相關(guān)，既易于學(xué)生學(xué)習(xí)理解重要知識(shí)點(diǎn)，又能提升學(xué)生的自我規(guī)劃意識(shí)。

圖2 SP+BCP教學(xué)方法

在理論和實(shí)踐的結(jié)合方面，課程基于產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人平臺(tái)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將企業(yè)的智能建筑運(yùn)維云平臺(tái)和實(shí)際工程案例、產(chǎn)品介紹視頻引入課堂，讓學(xué)生能在課堂內(nèi)外實(shí)際看到并參與實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)踐活動(dòng)中。同時(shí)，通過課程配套的課程設(shè)計(jì)，為學(xué)生提供現(xiàn)實(shí)場景的設(shè)計(jì)任務(wù)，促使學(xué)生將理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新解決顯示問題的能力，達(dá)到了預(yù)期的育人目標(biāo)。

最后，在學(xué)習(xí)評價(jià)方面，采用全程式-過程化考核方法，通過線上學(xué)習(xí)平臺(tái)記錄、課堂出勤及表現(xiàn)、小組討論、個(gè)人作業(yè)、期末考試等多種渠道相結(jié)合，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行綜合考評。

四、結(jié)語

本文以建筑設(shè)備自動(dòng)化課程為例，結(jié)合當(dāng)前工科課程教學(xué)模式和內(nèi)容方面的問題，提出產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人背景下的多模式混合教學(xué)實(shí)踐路徑。該教學(xué)模式的推廣，有利于實(shí)現(xiàn)面向國家和社會(huì)需求，提升學(xué)生的工程思維和創(chuàng)新能力，可為工科類課程的教學(xué)改革提供參考和借鑒。